《中华学生百科全书》

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中华学生百科全书- 第559部分


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第 51 届(1978 年)《猎鹿人》
第 52 届(1979 年)《克莱默夫妇》
第 53 届(1980 年)《普通人》
第 54 届(1981 年)《火的战车》
第 55 届(1982 年)《甘地传》
第 56 届(1983 年)《母女情深》
第 57 届(1984 年)《莫扎特》
第 58 届(1985 年)《走出非洲》
第 59 届(1986 年)《野战排》
第 60 届(1987 年)《末代皇帝》
第 61 届(1988 年)《雨中人》
第 62 届(1989 年)《戴茜小姐》
第 63 届(1990 年)《与狼共舞》


天气与气候


大气温度

三种温标
一般说,温度表示物体冷热的程度,这只是从现象上说。从科学意义上
讲,温度实际上是表示物体分子运动的速度,它反映物体内能的大小。当物
体获得热量时内能增加,温度就升高;当物体失去热量时,内能减少,温度
就降低。所以,物体温度的升降取决于外来热量的多少。物体的温度条件,
还取决于该物体的比热大小。以同样多的热量给予比热大的物体,它的温度
升高得少;而给予比热小的物体,它的温度升高就大。
用来测量温度的单位是度。经常使用的有三种温标,一是摄氏温标。它
把在标准压力下纯水溶解和纯水沸腾的温度作为基点,把两个基点之间的距
离分成 100 等分。纯水溶解的温度定为 0℃,而纯水沸腾的温度定为 100℃,
它们之间每一等分称 1℃。
水的溶解点相当于 32°F,而沸腾点相当于 212°F。所以华氏温标基点
间的距离分成为 180 等分。
恺氏温标又称为绝对温标。在这个温标上,把干空气体积变成零的温度
取为 0°K,它相当于…273℃,水的融解点相当于 273°K,而沸腾相当于 373
°K。
在气象学和人们的生活中,常用摄氏温标。但是在说英语的国家,如英
国、美国、加拿大、澳大利亚和印度等国,多采用华氏温标。而在科学研究
中,最好使用恺氏温标。
三种温标之间的关系是:




如果要从一种温标换算成另一种温标。则可按下面的公式进行。




其中,t、x、T 分别表示摄氏温标、华氏温标和恺氏温标的数值。
气温、地温和水温的关系
人们通常用大气温度来表示大气的冷热程度,称为大气温度或气温。这
是为了区别于土壤温度(土温)和水体温度(水温)来说的。如果不是为了
这种区别,我们说温度,就是指气温,也不会造成人们误解。
因为大气的热量主要要来自地面,地面的性质和状况又有很大差别,海
洋和陆地,高山和平原,沙漠和森林,潮湿地区和干燥地区等等,不同的地
面情况对大气温度的影响也不相同。
海洋和陆地的差别最有代表意义。例如,在某一纬度上到达地面的太阳
辐射能量相同,可是结果并不一样。陆地上剧烈升温,海洋上升温却十分和

缓,为什么呢?仔细分析,至少有以下原因:
第一,陆地的反射率大于海洋水面。导致陆地实际吸收的太阳辐射比海
洋少 10%~20%,由于这个原因,陆地升温应比海洋大,而冷却则比海洋快。
第二,陆地对各种波长的太阳辐射都不透明,吸收的太阳辐射都用在加
热很薄的陆地表面。水面虽然对红色光和红外线不透明,但对可见光其余部
分和达到水面的紫外线都是透明的,这一部分辐射能量可以达到海洋的深
层。
第三,岩石和土壤都是不良导体,传导到土壤下层的热量很少。水却相
反,有很高的传导本领,得到的太阳辐射能很快地向下层传导。
第四,岩石和土壤不能上下左右流动,海洋上却有波浪、洋流和对流进
行热量的水平输送和垂直交换。
第五,岩石和土壤的比热,小于水体的比热。岩石的比热约为 0.8368
焦/克·度;水比热是 4.184 焦/克·度。如果将 4.184 焦热量给 1 克水,
温度可升高 1℃;如果将 4.184 焦热量给 1 克岩石,温度可升高 5℃。
第二到第五个原因,使陆地得到的太阳辐射只集中于表层,导致地面迅
速而剧烈地升温,从而加强了地面和大气的感热交换。而水面则将太阳辐射
的一部分向下层传播,使水温不断升高,传给大气的感热自然减少。
第六,海面有充足的水源供应,蒸发强烈,消耗了水面很多热量,使水
温升不高,减少了空气的感热交换,但是热量多以潜热形式被带到大气中。
感热是可以感觉到的热量,能立即使气温升高;潜热暂时不能升温,只有当
水汽凝结时,才能释放潜热,加热大气。
由此可见,即使在同样太阳辐射条件下,地温和水温之间仍有很大差别。
它们的大气热量交换方式(是感热还是游热)和数量都不相同,从而产生天
气和气候的差异。
地球上天气和气候的差异,并不仅仅发生在海洋和陆地之间,即使都在
陆地上,沙漠和森林,荒地和农田,干燥地区和潮湿地区,山脉的向风坡和
背风坡,阳坡和阴坡等等,天气和气候也不相同。但是,在一定程度上都与
地面干燥或潮湿情况有关。相对干燥的地面更接近一般陆地表面情况,相对
潮湿的地面更接近水面的情况,只是差别没有陆地和海洋对比那样突出罢
了。
从赤道到极地
由于太阳辐射是随纬度增加而减少的,所以,就整个地球来说,气温是
从赤道向两极递减的。不过这个规律往往受到其他因素干扰,在同一纬度上,
温度并不一定相等。特别是在高纬度地区,海陆间的温度相差很大。为了说
明单纯的纬度对温度的影响,人们就以纬度平均气温来比较,办法是从各月
与年等温线图上,求取每隔 10°纬度圈上等距 36 点的温度,然后加以平均,
就可以得到各纬度的纬度平均气温。通常是计算 0°、10°、20°、30°直
到 80°的纬度平均气温。这样做的好处就是把纬度以外的影响互相抵消掉
了,只剩下纬度的影响。从纬度平均气温看,气温随纬度增加而降低的规律
就十分明显。例如,全年纬度平均气温(见下表),无论在南北半球,都是
从赤道向两极逐渐降低的。赤道是 26.2℃,到纬度 55°附近变成负值,到极
地都在…20℃以下。不过有趣的是,地球最热的纬度并不是赤道,而是在北半
球纬度 10°的地方,这个纬度被称为“热赤道”。赤道只有在北半球冬季才
是最热的纬度,到 7 月份,最热的平均气温已经移到北纬 20°。在南半球,

因为海洋面积大,纬度平均气温随纬度增加而降低的规律更加明显。
各纬度的年平均气温和年较差

纬度    0    10    20    30    40    50    60    70     80

气温
26。2 26。7 25。3 20。3 14。0 5。7  …1。0  …10。0  …16。7
(℃)
北半球
年较差
0。8   1。1   6。4 12。7 19。1 25。1  29。8  33。0   35。3
(℃)

气温差
26。2 25。3 23。0 18。4 12。0 5。6  …2。0  …11。5  …19。8
(℃)
南半球
年较差
0。8   2。4   5。4   7。2   6。6   5。4  10。8  21。4   25。0
(℃)


气温的年较差是一年中最热月平均气温与最冷月平均气温的差值。从热
赤道向两极年较差是增加的。西沙(北纬 16°50′)年较差只有 6.0℃,漠
河(北纬 53°28′)却高达 50。0℃。这个特点与冬夏季太阳辐射的差值向
极地增加有直接关系。不过南半球各纬度的年较差都比北半球小,这与南半
球海洋面积远远大于陆地面积的情况有很大关系。
冬暖夏凉与冬冷夏热的秘密
我们已经知道海洋和陆地温度有很大差别。海洋对温度有很大的调节功
能,当太阳辐射强的时候,海洋能吸收大部分辐射热。并通过海水内部的热
量交换,将大量热量储存起来。当太阳辐射减弱的时候,海洋又能将储存的
热量释放出来。所以,海洋与陆地相比,有冬暖夏凉的特点,陆地则是冬冷
夏热,地球表面海陆分布很不均匀,北半球陆地面积比南半球约大一倍,海
洋面积则比南半球小,所以,北半球夏季比南半球热,冬季比南半球冷。北
半球夏季平均温度 22.4℃,南半球只有 17.1℃,北半球冬季平均温度 8.1℃,
南半球却有 9.7℃。
在高纬度,大陆的影响冬季比夏季显著,冬季大陆降温剧烈,而夏季升
温却不很大。例如,在北纬 40°附近,沿海的天津 1 月为…4.0℃,向内陆到
呼和浩特降到…8.1℃(订正到海平面),共降低了 4.1℃,而在 7 月天津是
26.4℃,到呼和浩特升到 27.9℃,只升高 1.5℃。
在低纬度,大陆的影响夏季比冬季显著,夏季大陆升温剧烈,而冬季降
温却不大。例如,在北纬 30°附近,7 月杭州气温 28.4℃,武汉 28.8℃,共
升高了 0.4℃,而 1 月都是 4.1℃。海陆影响在各个纬度之间有不同效果,说
明海洋对气温的调节作用,在不同纬度不同季节都不相同。
高处不胜寒
大气的主要热源是在地球表面,距离地面越远,气温就越低,气温随着
高度增加而降低。难怪,宋朝苏东坡也发出感叹:“高处不胜寒”。在山地,
不同海拔高度地点的气温也是随海拔高度降低的,不过在山地的测点与低处
平原的测点都接近地面热原。为什么也会有这种温度差别呢?原因是山地凸
出于自由大气中,高山上的温度除了受本身的地面热原影响外,还受到自由
大气温度的调节作用。山越高,山地地面温度与自由大气温度的差值就越大,
自由大气对山地气温的调节作用就越明显。例如,庐山比九江高出 1132 米,
冬季 1 月平均温度却从 4.2℃降到…0.2℃;夏季 7 月从 29.4℃降到 22.5℃。
冬季降低了 4.4℃,夏季降低 6.9℃。我们把两个地点的温度差除以它们的高

度差(以 100 米为单位),就得到它们之间气温的温度梯度,九江与庐山的
温度梯度 1 月是…0.39℃/100 米,7 月是…0.61℃/100 米。
温度梯度不仅随季节变化,而且随地形具体情况也有很大差异,例如,
在秦岭北坡就小于南坡,北坡年平均温度梯度…0.45℃/100 米,南坡却有…
0.54℃/100 米。主要原因是在冬季,北坡有冷空气经常聚集,减少了盆地
与高山的温度差值。北坡冬季 1 月温度梯度只有…0.34℃/100 米,而南坡处
在冷气流的北风位置,1 月仍有…0.54℃/100 米,但在夏季这种情况并不存
在,南北坡温度梯度都是…0.55℃/100 米。
另外,由于自由大气的调节作用,高山上的温度年变化和日变化也是随
高度的增加而减少的,用最热月温度减去最冷月的温度的差值表示年变化,
称为年较差。九江的年较差为 25.2℃,到庐山就降到 22.7℃,年较差不仅随
高度减少也可因坡向不同而有差别。秦岭以北的西安年较差达 27.6℃,到华
山降到 24.2℃,可是在秦岭以南的安康年较差只有 24.2℃,与华山几乎没有
差别。当然,这与安康纬度偏南,云、雾及降水较多也有很大关系。
气温的周期性变化
气温的日变化与年变化,是与太阳辐射日变化与年变化相联系的,是一
种周期性变化。
从一天来说,气温一天中有一个最高值和最低值。日出后,随着太阳辐
射增强,温度升高,由于地面热量传递给空气需要一定时间,所以气温的最
高值出现在午后两点钟左右,随后气温逐渐下降,一直下降到清晨,在日出
之前达到最低温度。最高温度与最低温度的差值,称为日较差,日较差也随
纬度和季节有很大变化。这主要与正午太阳高度有关。在低纬度正午太阳高
度大,太阳辐射日变化大,所以气温日较差也大,平均在 12℃左右,而在高
纬度只有 3~4℃,夏季正午太阳高度比冬季大,所以夏季气温日较差也大于
冬季。例如,长沙 7 月日较差为 9.0℃,冬季 1 月只有 5.7℃。地表性质对温
度日变化影响很大,在热带,海洋上的气温日较差 1~2℃,而在内陆常可达
15℃以上,沙漠上常可达 25~30℃,山谷的气温日较差大于山峰,凹地的日
较差大于高山,干燥地区大于潮湿地区。雨天和阴天气温日较差明显小于晴
天,而且很不规则。
从一年来说、气温的年变化也有一个最高值和最低值,但出现时间并不
与太阳高度最高和最低值的时间(夏至与冬至)对应,而是要落后 1~2 个月。
陆地落后较少,海洋落后较多。在内陆地区,7 月最热,1 月最冷;在海洋上
或沿海地区,最热月是 8 月,最冷月是 2 月。最热月与最冷月的差值称为年
较差。气温年较差是随纬度而增大的。海洋上冬暖夏凉,年较差比内陆小。
沿海的天津年较差 30℃,到内陆的呼和浩特增加到 35℃。
气温的非周期性变化
气温的非周期性变化是指日与日之间的不规则变化,主要是由于天气变
化引起的。寒潮暴发、冷空气活动、锋面移动、气旋活动等等,都可以引起
气温的非周期性变化。“二、八月乱穿衣”,就是因为春、秋过渡季节,气
温非周期性变化大的缘故。
气温的地理分布
气温在地球上的分布,以纬度、海陆分布和高度的影响最为突出。在纬
度的影响下,气温随纬度升高而降低,同一纬度上的气温基本上是相同的。
在海陆分布影响下,海洋性强的地方,冬天比同纬度温暖,夏天比同纬度凉

爽;大陆影响强的地方,冬天可以把寒冷扩展到较低的纬度,夏天可以使炎
热向较高的纬度延伸。大陆面积的大小,距海远近,盛行气流是离岸风还是
向岸风,海洋洋流的性质,都可以决定海陆分布影响的程度。例如,欧洲处
于大西洋的东岸,沿岸有墨西哥暖流经过,又处在西风位置,所以冬季很温
暖,夏季温度也不高。随着深入内陆,海洋影响逐渐减弱,而大陆影响逐渐
增强。世界上的绝对最高温度(63℃)出现在索马里境内;北半球最冷的地
方出现在东西伯利亚身米亚康(…73℃),虽然距海都不远,但是不利的气

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